通過在活細胞中將遺傳組分進行裝配變成回路進而完成邏輯運算,，合成生物學(xué)家們可以人工地操作細胞來解決關(guān)鍵的醫(yī)學(xué),、能量以及環(huán)境難題。雖然目前已經(jīng)成功,，但是研究者們需要更多的可靠地遺傳組分，而不是現(xiàn)有的極小數(shù)量的細菌組分,。近日,，來自馬薩諸塞綜合醫(yī)院和MIT的研究者開發(fā)出了一種新方法來增加合成生物學(xué)家工具盒中的遺傳組分的數(shù)量，使得科學(xué)家們可以獲得足夠尺寸和復(fù)雜性的遺傳組分,，從而構(gòu)建遺傳回路,。這項研究發(fā)明可以明顯增強我們對于生物有機體的發(fā)育和行為的理解,，而且可以幫助我們理解一系列的重編程技術(shù),。
相關(guān)研究成果刊登在8月2日的國際雜志Cell上,，這種方法提供了一種在真核生物中構(gòu)建和分析遺傳回路的模式,，取代了當(dāng)前的用細菌遺傳組分進行構(gòu)建的模式，研究者可以使用真核生物自身的功能性模塊來工程化操作遺傳回路,。
在霍華休斯醫(yī)學(xué)研究中心的支持下,，研究小組運用一系列蛋白構(gòu)建了綜合性的遺傳綜合回路部分,，成為鋅指,，其可以被程序化操作來結(jié)合特定的DNA序列。新回路的模塊性可以使得一系列的功能性變成工程化操作,。
研究者Khalil表示,，我們的研究或許可以得到治療學(xué)上的應(yīng)用，比如動態(tài)修飾和人類疾病的基因和遺傳網(wǎng)絡(luò)的控制等等,。潛在的醫(yī)療應(yīng)用,，比如干細胞療法以及細胞內(nèi)部診斷和檢測技術(shù)來檢測癌癥等。研究工作開發(fā)出的新方法也可以裝配一系列的細胞來執(zhí)行高次序的計算任務(wù),，運用其感知程序來處理環(huán)境中的一些信號系統(tǒng)等,。（生物谷Bioon.com）
編譯自：Upgrading Synthetic Biology's Toolkit: New Method Could Enable Reprogramming of Mammalian Cells
doi:10.1016/j.cell.2012.05.045
PMC:
PMID:
A Synthetic Biology Framework for Programming Eukaryotic Transcription Functions
Ahmad S. Khalil, Timothy K. Lu, Caleb J. Bashor, Cherie L. Ramirez, Nora C. Pyenson, J. Keith Joung, James J. Collins
Eukaryotic transcription factors (TFs) perform complex and combinatorial functions within transcriptional networks. Here, we present a synthetic framework for systematically constructing eukaryotic transcription functions using artificial zinc fingers, modular DNA-binding domains found within many eukaryotic TFs. Utilizing this platform, we construct a library of orthogonal synthetic transcription factors (sTFs) and use these to wire synthetic transcriptional circuits in yeast. We engineer complex functions, such as tunable output strength and transcriptional cooperativity, by rationally adjusting a decomposed set of key component properties, e.g., DNA specificity, affinity, promoter design, protein-protein interactions. We show that subtle perturbations to these properties can transform an individual sTF between distinct roles (activator, cooperative factor, inhibitory factor) within a transcriptional complex, thus drastically altering the signal processing behavior of multi-input systems. This platform provides new genetic components for synthetic biology and enables bottom-up approaches to understanding the design principles of eukaryotic transcriptional complexes and networks.
